煤礦采煤方法和采煤技術(shù)的選擇研究

唐效敏

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的新能源被開發(fā)應(yīng)用到生產(chǎn)生活中。煤炭作為傳統(tǒng)的能源依然活躍在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是電力行業(yè)，其需求量仍在不斷增加，所以煤炭開采質(zhì)量對能源的供應(yīng)起著至關(guān)重要的作用。文章重點就煤礦采煤方法和采煤技術(shù)的選擇進行研究分析，旨在為業(yè)內(nèi)人士提供一些建議和幫助。

關(guān)鍵詞：煤礦;采煤方法;采煤技術(shù);選擇

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）06-0165-02

現(xiàn)今社會發(fā)展迅速，對于能源的需求也就不斷加大，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)當中，對于能源的需求便更加巨大。煤礦資源是我國現(xiàn)今儲量最為豐富、分布范圍最廣的資源之一，因此十分收到工業(yè)企業(yè)的重視。而我國在煤礦資源的開采與使用上也是有著悠久的歷史，從原來的完全依靠人力進行開采，到現(xiàn)如今使用機械進行采礦，這不僅是科學(xué)技術(shù)的提升的表現(xiàn)，更使得煤礦的開采數(shù)量不斷增加。榆次同時，煤礦開采工作的安全問題也得到了一定程度的控制。由此可見，合理的采煤方式與采煤技術(shù)，不但能夠是煤炭能源的供應(yīng)數(shù)量與質(zhì)量得以保障，還能夠給煤礦產(chǎn)業(yè)帶來持續(xù)性的經(jīng)濟效益。

1 煤礦概述

煤是當前我國生產(chǎn)生活中的重要能源，同時也是自然界中不可再生的能源之一，所以在使用的過程中我國一直在探索最大限度的煤礦利用率，從而減少煤礦資源的浪費。煤是由多種元素共同構(gòu)成的，其中蘊含著豐富的有機質(zhì)，能夠供應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)與生活的使用，在我國的分布也是十分廣泛，在煤的種類上也極為豐富。我國是產(chǎn)煤大國，也是世界上主要的煤資源供應(yīng)國，我國每年向外輸出的煤礦資源，占據(jù)著我國很大的經(jīng)濟比重。雖然煤礦資源的對外輸出為我國帶來了不俗的經(jīng)濟效益，但是從長遠的角度來說，這對于我國未來的可持續(xù)性發(fā)展有著重要的惡性影響。但是現(xiàn)今，煤礦資源是當前我國主要的輸出資源，因此，只能不斷的提高煤礦的開采效率，提高煤礦的使用效率，以促進煤礦的利用率。在采煤的過程當中，主要分為兩個部分：采煤系統(tǒng)與采煤工藝。采煤系統(tǒng)指的是回采巷道與回采工作面的布置方式、相互位置關(guān)系，以及對掘進和回采順序的要求。而回采工藝主要就是研究采煤技術(shù)的，這對于采煤的設(shè)備也提出了更多的要求。甚至對于裝煤與運煤的設(shè)備都提出了要求。不同的采煤系統(tǒng)和不同的采煤工藝配合形成不同的采煤方法。

2 煤礦采煤方法和采煤技術(shù)選擇的原則

2.1 安全生產(chǎn)的原則

煤礦采煤當中主要是以安全為主的，在保障采煤工人人身安全的基礎(chǔ)之上，來進行采煤方法與技術(shù)的選擇。由于煤礦開采工作是在礦內(nèi)進行，礦內(nèi)一旦發(fā)生事故，礦外的人員難以試試救治，因此在煤礦開采方法與采煤技術(shù)上應(yīng)該以安全為第一考慮原則。在進行煤礦開采之前，應(yīng)該先對于煤礦內(nèi)部的情況進行探查，并提出相應(yīng)的開采計劃，選擇適合的采煤技術(shù)與采煤方法，以確保開采工作的正常安全進行。在采煤方法的選擇時，要應(yīng)對于采煤技術(shù)的每一個環(huán)節(jié)進行細致的查看，使用到的機械設(shè)備應(yīng)該在下礦之前便做好相應(yīng)的維護工作，并且在開采的過程中定期進行機械設(shè)備的檢修，以免在工作過程中尤其機械故障而危及到工人們的安全。

2.2 經(jīng)濟適用的原則

煤礦資源的開采主要是為了獲取更大的經(jīng)濟效益，因此在煤礦開采的過程中，應(yīng)遵循經(jīng)濟適用的原則：其一，增加煤礦產(chǎn)量。在生產(chǎn)當中，產(chǎn)量的提高才是經(jīng)濟收益擴大的前提，因此應(yīng)該提高工作面的產(chǎn)量，加大科學(xué)技術(shù)的投入，增加回采效率，提升回采速度。其二，提高勞動效率。選擇合理的采煤工藝與開采管理方式，能夠有效的提高煤礦開采效率。在開采的過程中應(yīng)加強現(xiàn)金科學(xué)技術(shù)的使用，投入更多的現(xiàn)代化設(shè)備，進一步提升開采工程的機械化水平。同時還應(yīng)該提升開采哦工人的整體素質(zhì)，提高起專業(yè)化水平，從而改善經(jīng)營管理水平，提高勞動效率。其三，減少材料的消耗。經(jīng)濟適用不僅還提高效率，還應(yīng)該降低成本。所以節(jié)約成本也是經(jīng)濟適用性原則的重點方向。在采煤工作當中，應(yīng)該盡量減少各種材料的消耗率，尤其是在坑木、炸藥、雷管等方面的消耗，同時應(yīng)該注意進行可重復(fù)適用材料的回收使用。在投入生產(chǎn)的過程中，可以適當?shù)脑黾觿趧恿Φ耐度?，減少不必要的消耗性資源投入，提高資源的利用率，進而增強經(jīng)濟效益的提升。

3 煤礦采煤技術(shù)的選擇

3.1 綜合性機械化采煤技術(shù)

綜合性機械采煤技術(shù)指的是使用現(xiàn)代化的機械技術(shù)，來進行煤礦的開采，在開采的過程中加強現(xiàn)代化機械的投入，在開采工作的各個環(huán)節(jié)、步驟當中都應(yīng)用機械化的采煤技術(shù)，并且各個環(huán)境之間都有所鏈接，以保障各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，從而提高開采技術(shù)的高效，并且保障煤礦資源的高產(chǎn)。

3.2 水力采煤技術(shù)

水力采煤技術(shù)是當前煤礦采煤工作當中常用的的方法之一。水力采煤技術(shù)對于機械化的程度要求較高，操作人員需要具備高超的自動化操作水平，相應(yīng)的使用水力采煤能夠節(jié)省人力資源。而且使用水的形式，提高了煤礦內(nèi)部的空氣潮濕度，在降低了空氣中含塵量的同時，還降低了煤礦中火災(zāi)等易燃災(zāi)害的方式，安全性得到了很大程度的提高，使得采煤工人的人身安全有了進一步的保障。水力采煤技術(shù)成本較低，高作效率較高，對于煤層的地質(zhì)條件要求較低，能夠很好的適應(yīng)各種環(huán)境，與洗煤體系共同運行，能夠獲得更大的工作收益。

3.3 普通機械化采煤技術(shù)

普通機械化采煤技術(shù)是我國采煤技術(shù)當中最為基礎(chǔ)的采煤方式，也就是行業(yè)當中常說“普采”。由字面上的意思來看，主要是應(yīng)用相關(guān)的機械設(shè)備來進行煤礦的開采工作，常使用的設(shè)備有：滾筒式采煤機、單體液壓支柱、懸移支架等。滾筒式采煤機主要有單筒與雙筒兩種規(guī)格，適用與不同的工作環(huán)境與工作需求：雙筒式滾筒采煤機可以應(yīng)用于雙向切割，也可以適用與單向切煤，再搭配上支柱或是懸移支架，能夠使得彩每一的移動變得更加快捷，從而獲得更大的工作效率。同時滾筒式采煤機對于各種地質(zhì)環(huán)境都可適用，在工作當中移動也較為便利，回采效果良好，是煤礦采煤工作當中技術(shù)的首選。但是此種采煤技術(shù)對于采煤工人的勞動力要求較高，勞動強度較之其他方式加大，因此在人力方面消耗較大。

3.4 爆破采煤技術(shù)

爆破采煤技術(shù)多種采煤技術(shù)當中最為危險的一種采煤方式，整個過程為：專業(yè)人員進行爆破落煤，之后由人工進行落煤的收集與填裝，然后使用機械化手段進行煤的運輸，并對于礦井進行工作面支護處理。其中爆破落煤主要是進行煤礦內(nèi)的打眼，根據(jù)煤礦內(nèi)的環(huán)境特征、煤層分布走向來布置炸藥與雷管，并在爆破之前詳細核算打眼爆破的參數(shù)與布置數(shù)量，在炸藥與雷管的使用量上不斷精確，保障落煤的數(shù)量與人員的安全。爆破之后，煤礦資源顯露出來，便需要人工進行煤礦資源的收集與填裝，這也是此技術(shù)當中最大的人力勞動，效率低下。將煤礦資源裝好后，通過相應(yīng)的機械設(shè)備將煤礦運離爆破地區(qū)，進行深度加工。采用機械化的形式，提高了運送的效率，同時降低了人力的使用，使得勞動力得到了休息。工作面支護主要是使用支柱或是支架，對于爆破地區(qū)進行支撐，以免出現(xiàn)煤層崩塌。整體來說，爆破采煤技術(shù)所對應(yīng)技術(shù)裝備投資不高且適應(yīng)性很強，相關(guān)操作技術(shù)極易掌控，生產(chǎn)技術(shù)管理也較為簡單，但大多礦井單產(chǎn)及效率不高，對應(yīng)的勞動條件較差。

4 煤礦采煤方法的選擇

4.1 對采煤方法的分類

采煤方法有很多種，以煤層的埋藏條件和開采技術(shù)水平為分類依據(jù)，我國煤礦當前使用的采煤方法主要分為壁式和柱式兩種體系。

壁式采煤法：緩傾斜以及傾斜薄及中厚煤層，煤的厚度一般低于3.5m以下，以及厚煤層煤厚在5m以下，應(yīng)用的采煤方法是長壁采煤法一次采全高;如果煤的厚度在5-8m的，將煤層分成2-3m的幾個分層采用下行或上行的順序逐層開采，一般應(yīng)用傾斜分層下行垮落的采煤方法、傾斜分層水砂充填或者風(fēng)力充填的采煤方法。現(xiàn)在如果煤的厚度超過了5m，一般采用的是放頂煤開采的方法。針對急傾斜煤層，如果厚度小于2m，通常采用的是倒臺階采煤法或者偽斜工作面矸石充填的采煤法;如果煤的厚度在2-6m，一般采用的是掩護支架采煤方法;如果煤的厚度大于6m，通常采用的是水平分層或者斜切分層的采煤方法，急傾斜煤層工作面可呈俯偽斜布置，仍沿走向推進，稱為單一偽斜走向長壁采煤法。緩傾斜以及傾斜薄及中厚煤層針對特殊環(huán)境下的煤層，頂板非常的堅硬，開采之后一直不冒頂?shù)?，一般采用煤柱支撐的刀柱式采煤方法?/p>

柱式體系采煤法以短工作面采煤為其主要標志，該法主要用于回收巷道煤柱或小范圍構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域正規(guī)采法無法展開的邊角余煤情況，近年來，使用聯(lián)合機械進行柱式采煤作為長壁開采的一種補充手段也有了一定發(fā)展。柱式采煤法分為房式和房柱式兩種，因該法屬于淘汰工藝，故不再詳說。

壁式采煤法的特點：煤炭損失小，回采率高，回采連續(xù)性強，單產(chǎn)高，采煤系統(tǒng)較簡單，對地質(zhì)條件適應(yīng)性強等優(yōu)點;但采煤工藝、裝備較復(fù)雜。

柱式采煤法的特點：工作面長度較小但數(shù)目多，采房和回收煤柱設(shè)備合一;礦山壓力較弱，生產(chǎn)過程中支護和處理采空區(qū)工作較簡單，有時還可不處理采空區(qū);采煤配套設(shè)備均能自行行走，靈活性較強;較壁式采煤通風(fēng)條件較差，采出率也較低。且要求頂板條件較好，瓦斯涌出量較低。

從采煤方法應(yīng)用情況看，緩傾斜產(chǎn)量占比87.39%，（其中小于12度占57.32%），傾斜煤層占8.88%，急傾斜煤層占3.73%。

4.2 對采煤方法有影響的因素

4.2.1 地質(zhì)方面

地質(zhì)方面的因素對于采煤方法的影響最大。煤層的厚度、傾斜角，礦內(nèi)上頂與底部的巖石性質(zhì)、堅硬程度，煤資源的性質(zhì)、自身的構(gòu)造等，都對于煤礦方式的選擇有著很大的影響，其中煤礦資源自身情況還是次要的，主要是礦內(nèi)的情況，在生產(chǎn)當中還是以工人的安全為主要考慮方向。

4.2.2 技術(shù)方面

采煤技術(shù)的高低決定著能夠使用的采煤方法。我國雖然煤礦資源豐富，但是我國的煤礦開采技術(shù)發(fā)展起步較晚，因此在技術(shù)方面還有著諸多不足之處。近些年來，我國在技術(shù)研究方面投入了很大的精力，使得我國的采煤技術(shù)有所上升，在實踐中的應(yīng)用也取得了良好的效果，降低了人力勞動強度的同時，提高了工作效率。

5 結(jié)語

綜上所述，研究煤礦采煤技術(shù)與方法選擇是符合當前階段社會發(fā)展趨勢的，在了解當前階段煤礦采煤技術(shù)與方法現(xiàn)狀的過程中發(fā)現(xiàn)了其中的潛在問題，同時進行深入研究和分析來促進煤礦采煤技術(shù)與方法不斷發(fā)展和創(chuàng)新，更進一步促使煤炭企業(yè)和煤炭行業(yè)的發(fā)展日趨完美。為了適應(yīng)當前階段我國煤礦采煤技術(shù)和方法的選擇越來越重要的趨勢，滿足人們對于采煤工作安全與質(zhì)量的要求，就需要投入大量的人力，物力和財力進行煤礦采煤技術(shù)與方法選擇的研究，對目前煤礦采煤技術(shù)與方法選擇的不足之處和薄弱環(huán)節(jié)進行彌補，保證煤礦采煤工作的安全性和高效性，才可以提高煤礦采煤企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。討論煤礦采煤技術(shù)與方法選擇不僅促進了相關(guān)問題的解決，還為我國煤礦行業(yè)和采煤企業(yè)未來的發(fā)展和創(chuàng)新提供了新思路。

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